Montrealprotokollet från 1987 och Kyotoprotokollet från 1997 uppmanade länder runt om i världen att fasa ut ämnen som CFC (klorfluorkolväten), HCFC (klorfluorkolväten), och HFC (fluorkolväten) som bryter ned ozonskiktet och orsakar global uppvärmning. Många uppvärmning, Ventilations- och luftkonditioneringssystem använder fortfarande dessa syntetiska köldmedier som bryter mot dessa internationella avtal och orsakar miljöskador.

Nyligen, ett team av iranska forskare undersökte hur naturliga köldmedier kunde ersätta CFC, HCFC och HFC i bergvärmepumpar för att minska energiförbrukningen och driftskostnaderna. De rapporterar sina resultat i Journal of Renewable and Sustainable Energy .

Forskarna undersökte också de miljömässiga och ekonomiska fördelarna med zeotropa och azeotropa köldmedier, samt naturliga köldmedier. Baserat på deras modellering, forskarna fastställde att naturliga material, inklusive ammoniak och n-butan, är de mest ekonomiska och miljövänliga ersättningsköldmedierna för bergvärmepumpar.

Geotermiska värmepumpar utnyttjar hur jordens temperatur under ytan stabiliseras i mitten av 50-talet grader Fahrenheit genom att använda en ångkompressionscykel utrustad med nedgrävda rör i horisontella diken eller vertikala borrhål. Jordvärmepumpar utvinner värme från marken (på vintern) och avleder värme till marken (på sommaren) genom att cirkulera vätska som vatten genom nedgrävda rör. Denna design drar fördel av de måttliga temperaturerna i marken för att öka effektiviteten och minska driftskostnaderna för värme- och kylsystem.

I sin recension, forskarna körde ett timmesanalysprogram för att beräkna värme- och kylbelastningen i en 14 våningar, bostadshus. Sedan, de tillämpade sina resultat på en Engineering Equation Solver för att modellera den termodynamiska cykeln för en jordvärmepump med öppen och sluten slinga med olika kända köldmedier.

"Den stora utmaningen för de kommande åren inom VVS- och kylindustrin är att etablera naturlig köldmedieteknik för att ersätta CFC, HCFC och HFC köldmedier, " sa Mostafa Mafi, en av författarna på tidningen. "En lösning för att minska energiförbrukningen i värmepumpar är att använda jorden som en förnybar värmekälla/sänka för att både öka effektiviteten och skapa en mångfald av energikällor."